(57)【要約】【課題】沸き上げポンプの信頼性を損なうことのないヒートポンプ式給湯機を提供すること。【解決手段】本発明のヒートポンプ式給湯機は、温水を生成するヒートポンプユニット２と、高温水を貯える貯湯タンク３と、貯湯タンク３の下方部にある湯水をヒートポンプユニット２へ送る沸き上げポンプ２８とを備え、貯湯タンク３の底部よりも下方に沸き上げポンプ２８を配置することにより、ヒートポンプ式給湯機を設置する工事後に、貯湯タンクとヒートポンプユニットとを結ぶ配管内の空気抜きをしなくても、沸き上げポンプ２８内の空気を逃すことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を生成するヒートポンプユニットと、高温水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下方部にある湯水を前記ヒートポンプユニットへ送る沸き上げポンプとを備え、前記貯湯タンクの底部よりも下方に前記沸き上げポンプを配置することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記沸き上げポンプの吐出側に接続される配管は、前記沸き上げポンプよりも上方に延伸させることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源としてヒートポンプを用いたヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のヒートポンプ式給湯機の構成図である。図３において、従来のヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプユニットＡを加熱手段として、ヒートポンプユニットＡ内に設けられた冷媒水熱交換器１０１で、タンクユニットＢ内に設けられた貯湯タンク１０２内の低温水と高温の冷媒とが熱交換することで、高温水が生成され、貯湯タンク１０２の上方から高温水を貯湯していく構成になっている。このとき、貯湯タンク１０２の下方とヒートポンプユニットＡとを接続する配管上には沸き上げポンプ１０３が設けられており、沸き上げポンプ１０３が駆動することにより、貯湯タンク１０２の下方部にある低温水がヒートポンプユニットＡに送られて加熱される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、図４は、従来のヒートポンプ式給湯機のタンクユニットの簡易正面図である。図４に示すように、沸き上げポンプ１０３はメンテナンスがしやすいように、貯湯タンク１０２の前面でやや下よりに配設されている。そして、従来の沸き上げポンプ１０３の取り付けられている位置は、貯湯タンク１０２の底部よりも上方にあるので、貯湯タンク１０２の低部より低温水を一旦持ち上げて、そしてヒートポンプユニットＡに送る構成となっている。
【０００４】
そのため、ヒートポンプ式給湯機を設置したときには、貯湯タンク１０２内を湯水で満水にしても、沸き上げポンプ１０３が取り付けられている配管内には空気が溜まっているため、この状態で沸き上げポンプ１０３を駆動した場合、空転状態となる。しかしながら、これを回避するため、従来のヒートポンプ式給湯機を設置した時には、設置業者に対してヒートポンプユニットＡに設けられた空気抜きのための栓を外して、沸き上げポンプ１０３が取り付けられている配管内の空気抜きを行うことを指示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４７８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、設置業者がヒートポンプ式給湯機の設置時に空気抜きを行うことを忘れていた場合、気付かないまま沸き上げポンプ１０３を駆動することになり、そのまま沸き上げポンプ１０３の駆動を継続してしまうと、空転状態が続き、沸き上げポンプ１０３の軸受けに負荷をかけてしまい、沸き上げポンプ１０３の信頼性を低下させてしまうという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、沸き上げポンプの信頼性を損なうことのないヒートポンプ式給湯機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ式給湯機は、温水を生成するヒートポンプユニットと、高温水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンクの下方部にある湯水をヒートポンプユニットへ送る沸き上げポンプとを備え、貯湯タンクの底部よりも下方に
沸き上げポンプを配置することにより、ヒートポンプ式給湯機を設置する工事後に、貯湯タンクとヒートポンプユニットとを結ぶ配管内の空気抜きをしなくても、沸き上げポンプ内に水が浸入するとともに、沸き上げポンプに溜まっている空気は、貯湯タンクの下方部から沸き上げポンプに接続されている配管を通って貯湯タンクの上方部に移動させることができ、沸き上げポンプ内を水で満たすことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、沸き上げポンプの信頼性を損なうことのないヒートポンプ式給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ式給湯機の構成図
【図２】同実施の形態１におけるタンクユニットの簡易正面図
【図３】従来のヒートポンプ式給湯機の構成図
【図４】従来のタンクユニットの簡易正面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明のヒートポンプ式給湯機は、温水を生成するヒートポンプユニットと、高温水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンクの下方部にある湯水をヒートポンプユニットへ送る沸き上げポンプとを備え、貯湯タンクの底部よりも下方に沸き上げポンプを配置することにより、ヒートポンプ式給湯機を設置する工事後に、貯湯タンクとヒートポンプユニットとを結ぶ配管内の空気抜きをしなくても、沸き上げポンプ内に水が浸入するとともに、沸き上げポンプに溜まっている空気は、貯湯タンクの下方部から沸き上げポンプに接続されている配管を通って貯湯タンクの上方部に移動させることができ、沸き上げポンプ内を水で満たすことができる。
【００１２】
第２の発明のヒートポンプ式給湯機は、特に第１の発明において、沸き上げポンプの吐出側に接続される配管は、沸き上げポンプよりも上方に延伸させることにより、沸き上げポンプよりも上方に空気の逃げ場を作ることができるので、沸き上げポンプ内を確実に水で満たすことができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における風呂追い焚き機能の付いた貯湯式給湯機の構成図である。図１において、本実施の形態の貯湯式給湯機は、タンクユニット１とヒートポンプユニット２を備えており、タンクユニット１内に配設している貯湯タンク３内に貯える高温水を、ヒートポンプユニット２にて生成している。なお、本実施の形態では加熱手段としてヒートポンプを用いているが、これに限定されることなく、例えば、タンク内に電気ヒーターを内設して加熱する形態であっても問題はない。また、実線矢印は流体の流れる方向を示している。
【００１５】
次に、ヒートポンプユニット２の構成について説明する。ヒートポンプユニット２は、水冷媒熱交換器２４、圧縮機２５、蒸発器２６、膨張弁２７を冷媒配管により順次環状に接続して構成されており、冷媒には二酸化炭素を使用しているため、高圧側が臨界圧力を超えるので、水冷媒熱交換器２４を流通する水に熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、水冷媒熱交換器で冷媒と水との間で温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くすることができる。
【００１６】
また、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用しているので、製品コストを抑えるとともに、信頼性を向上させることができる。また、二酸化炭素はオゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒ＨＦＣ−４０７Ｃの約１７００分の１と非常に小さいため、地球環境に優しい製品を提供できる。
【００１７】
また、ヒートポンプユニット２において、圧縮機２５で冷媒が圧縮され、圧縮機２５から吐出された冷媒が水冷媒熱交換器２４で放熱し、膨張弁２７で減圧されたあと、蒸発器２６で空気から熱を吸収し、ガス状態で再び圧縮機２５に吸入される。なお、圧縮機の能力制御および膨張弁２７の開度制御は、圧縮機２５の吐出側に設けたサーミスタ（図示せず）で検出される吐出冷媒の温度が予め設定された温度を維持するように制御される。また、貯湯タンク３内の湯水は、沸き上げポンプ２８が作動することで、水冷媒熱交換器２４に流入し、冷媒と熱交換を行い、再び貯湯タンク３に戻り、積層状態で貯湯タンク３の上部に高温の湯が貯えられる。
【００１８】
次に、タンクユニット１の構成について説明する。タンクユニット１には前述した通り貯湯タンク３を有しており、貯湯タンク３の底部には給水源から低温水を供給するための給水配管３１が接続されており、常時給水圧がタンク内に掛かっている状態となっている。また、貯湯タンク３の上方部には貯湯タンク内の高温水を出湯するための出湯管３２が接続されており、給湯端末や浴槽へ高温水を供給可能に構成している。
【００１９】
また、貯湯タンク３の下方部にはヒートポンプユニット２へ湯水を送る配管が接続されており、ヒートポンプユニット２と貯湯タンク３の下方部との間には沸き上げポンプ２８が介在している。
【００２０】
次に、給湯端末へ湯が供給される給湯回路について説明する。
【００２１】
本実施の形態における給湯回路は、給水配管３１から分岐した端末給水配管３３と、出湯管３２とを電動式混合弁４にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁４の下流側に設けた温度センサ４１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁４の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、給湯端末４２へ供給される。
【００２２】
次に、浴槽５への湯張り回路および追い焚き回路について説明する。
【００２３】
本実施の形態では、浴槽５内の湯水と、貯湯タンク３内の高温水とが追い焚き熱交換器６にて熱交換し、浴槽内の湯水を追い焚きする追い焚き機能を有している。そのため、追い焚き熱交換器６の高温側回路は、貯湯タンク３内の高温水が供給されるように構成されており、熱交換した後の温水を貯湯タンク３の下方部へ戻すように構成されている。また、追い焚き熱交換器６の低温側回路は、浴槽５内の湯水が供給されるように構成されており、熱交換した後の浴槽水を、再度浴槽５へ戻すように構成されている。
【００２４】
高温側回路においては、追い焚きポンプ７および追い焚き熱交換器６の下流側に高温側出口温度検出手段である温度センサ７１が配設されており、追い焚きポンプ７が駆動することによって貯湯タンク３内の高温水が、追い焚き熱交換器６へ搬送される。
【００２５】
そして、浴槽５のアダプタ５１とタンクユニット１とは、接続部６０ａ〜６０ｄにおいて、戻り接続管６１および往き接続管６２で接続される。また、戻り接続管６１および往き接続管６２の接続口から追い焚き熱交換器６までは、それぞれ戻り配管６３および往き配管６４で接続されており、浴槽５、戻り接続管６１、戻り配管６３、追い焚き熱交換器６、往き配管６４、往き接続管６２が順次接続されて追い焚き回路が構成されている。
【００２６】
また、貯湯タンク３から浴槽５への湯水の供給を行う湯張り回路は、出湯管３２から分岐した風呂給湯管３４と、給水配管３１から分岐した風呂給水配管３５とを電動式混合弁８にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁８の下流側に設けた温度センサ８１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁８の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、浴槽５へ供給される。
【００２７】
また湯張り回路には、流量センサ８２が設けられており、浴槽５へ供給される湯水の量が計測される。さらに、二方向の電磁弁８３が設けられており、湯張り開始時には、電磁弁８３が開くと同時に、浴槽５への湯水の供給が開始される。そして電磁弁８３が開いた後には、戻り配管６３および往き配管６４の二方向から浴槽５へと湯張りが行われる。また、汚水の逆流を防ぐための逆止手段８４が設けられている。
【００２８】
また、戻り配管６３には、浴槽５内の湯水を循環させるための搬送手段である風呂ポンプ６５、浴槽５内の水位を検出する水位センサ６６、浴槽５内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段である温度センサ６７が設けられており、風呂ポンプ６５が駆動することにより、浴槽５内の湯水が戻り配管６３に吸い込まれ、追い焚き熱交換器６を経て、往き配管６４へ流れ込み、再度浴槽５へ戻される。
【００２９】
また、風呂ポンプ６５と追い焚き熱交換器６の間には、浴槽５内に湯水があるかどうかを検出する湯水検出手段であるフロースイッチ６８が設けられており、オンすることで水の流れを検知可能に構成されている。つまり、フロースイッチ６８がオンしたときには浴槽５内には湯水があると判断し、フロースイッチ６８がオフの時には浴槽５内には湯水がないと判断される。
【００３０】
また、浴室には貯湯式給湯機の操作を行うことができる操作手段であり、浴槽５内の湯水の保温温度を設定する温度設定手段であるリモコン装置９が設置され、リモコン装置９を操作して、湯水の温度設定や風呂への湯張り、また設置工事後の試運転操作等を行う。リモコン装置９には情報を表示する表示部９１および操作を行う操作部９２を有している。なお、図１には図示していないが、本実施の形態の貯湯式給湯機には、リモコン装置９からの指示を受け取り、各制御機器に命令する制御装置９４も有している。そして制御装置９４はマイコンおよびその電子制御部品で構成され、タンクユニット１を構成する機器に命令を送っている。
【００３１】
さらに、本発明のリモコン装置９には、人体検出手段９３が設けられており、人が浴室に入室したことを検知することができるようになっている。なお人体検出手段９３には、赤外線センサや、浴室内の照度を検出する照度センサ、また入室者の振動やドアの開閉を検出する衝撃（振動）センサなど様々なセンサを用いることができ、種類が特定されるものではない。
【００３２】
さらに、追い焚き熱交換器６で加熱された後の浴槽水の温度を検出する追い焚き出湯温度検出手段である温度センサ６９が設けられている。この温度センサ６９は浴槽５へ送る湯水の温度を検出しており、温度センサ６９で検出される温度が上限温度を超えないように追い焚きポンプ７が制御される。これは温度センサ６９では、浴槽５へ直接供給される湯水の温度を検出することができるため、浴槽５へ上限温度以上の高温水を供給することがないようにして、入浴者の火傷を防止することができる。
【００３３】
使用者がリモコン装置９を操作し湯張り運転を開始するか、もしくは予め湯張り運転の予約をしていた場合には設定した時刻になると湯張り運転が開始される。湯張り運転が開
始すると、電磁弁８３が開弁し、貯湯タンク３からの高温水が電動式混合弁８で設定温度となるように混合され、浴槽５へ供給される。
【００３４】
電動式混合弁８から出湯される湯は、戻り配管６３および往き配管６４の二方向に分岐され、浴槽５へ湯水が供給される。また湯張り量は、流量センサ８２で検出し、設定した湯量を流量センサ８２で検出すると、電磁弁８３を閉弁し、湯張り運転を終了する。
【００３５】
なお、湯張り運転時において、電動式混合弁８で混合される湯水の温度は、リモコン装置９で設定した湯の温度よりも、数度高い温度としてもよい。これは電動式混合弁８で混合した湯が、浴槽５に行くまでの間の給湯配管を流れる時に放熱してしまい、浴槽５に注湯されるときには温度低下が生じてしまう可能性があるからである。そのため、電動式混合弁８で混合する湯水の温度を設定温度よりも高く設定しておくことで、配管での放熱を考慮した湯張り運転が可能となる。
【００３６】
次に、タンクユニット１内の貯湯タンク３と沸き上げポンプ２８との位置関係について説明する。
【００３７】
図２は、タンクユニット１の簡易正面図であり、貯湯タンク３と沸き上げポンプ２８との位置関係を示している。図２において示すように、本実施の形態における沸き上げポンプ２８は、貯湯タンク３の下方部に配置されており、さらに詳しくは貯湯タンク３の底部よりもさらに下方に配置されている。つまり、タンクユニット１の内部では貯湯タンク３と沸き上げポンプ２８とが上下関係を成して配置している。
【００３８】
そして、ヒートポンプ式給湯機を設置後、貯湯タンク３内に給水配管３１を介して水を給水すると、沸き上げポンプ２８内にも湯水が入ると共に、沸き上げポンプ２８にある空気が気泡２９となって貯湯タンク３内の湯水を通り、貯湯タンク３の上部に逃げていくため、沸き上げポンプ２８内は水で満たされることになる。つまり、ヒートポンプユニット２と貯湯タンク３とを結ぶ配管内部の空気抜きをせずとも沸き上げポンプ２８から空気が抜けていく構成になるため、沸き上げポンプ２８の空転状態を避けることができる。
【００３９】
また、図２に示すように、沸き上げポンプ２８からヒートポンプユニット２へ湯水を供給する配管３０は、沸き上げポンプ２８の吐出側から一旦上方に延伸するように持ち上げられている。これは沸き上げポンプ２８内の吸い込み側および吐出側の両方に空気の逃げ道を作ることにより、沸き上げポンプ２８内には確実に湯水を貯めることができる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態では、タンクユニット１内で沸き上げポンプ２８と貯湯タンク３とを上下関係になるように配置することで、空気抜きをせずとも沸き上げポンプ２８内に空気が溜まることを防ぐので、沸き上げポンプ２８の空転状態を避け、信頼性を損なうことがないヒートポンプ式給湯機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明は、加熱源にヒートポンプを用いたヒートポンプ式給湯機に利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  タンクユニット
２  ヒートポンプユニット
３  貯湯タンク
２８  沸き上げポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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